eng
Выпуск #5/2009
В.Быков.
Российские приборы побеждают в престижном американском конкурсе
Российские приборы побеждают в престижном американском конкурсе
Просмотры: 2016
В июле 2008 года были объявлены результаты ежегодного конкурса R&D 100 Award 2009, проводимого авторитетным американским изданием Research&Development.
В список 100 лучших приборов 2008 года вошел российский сканирующий микроскоп СОЛВЕР Некст.
В список 100 лучших приборов 2008 года вошел российский сканирующий микроскоп СОЛВЕР Некст.
Номинироваться на премию R&D 100 могут инновационные разработки, удовлетворяющие двум обязательным условиям:
разработка должна представлять собой коммерческий продукт;
продукт должен быть впервые представлен на рынке в год, предшествующий номинированию.
Еще одно условие – принципиальная новизна разработки: прибор должен отличаться уникальной особенностью, способной в будущем стать отраслевым стандартом. Это условие не обязательное, однако именно оно может обеспечить победу номинированному устройству.
Уникальная особенность зондового микроскопа СОЛВЕР Некст (рис.1) компании НТ-МДТ – максимальная автоматизация. Благодаря этому даже неквалифицированный оператор может использовать в исследованиях потенциал двух главных методов сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ). В конструкции прибора успешно совмещены два сканирующих устройства, одно из которых – атомно-силовой микроскоп (АСМ), а второе – туннельный микроскоп (СТМ).
Эти два подхода требуют совершенно разного оборудования. Обычно для замены одной измерительной головки на другую исследователь фактически разбирает установку и собирает ее снова в другой комплектации, поскольку следует длительный процесс настройки и отладки. Только после этих процедур появляется возможность работы в новом режиме.
Принцип, реализованный в конструкции СОЛВЕР Некст, изначально позволяет избежать потерь подобного рода. Полноценная автоматизация стала возможна благодаря разработке и внедрению ряда интеллектуальных систем зарегистрированных торговых марок НТ-МДТ.
Для управления измерительными головками предназначена система HeadHiPEX (Head High Precision ExChange System). Она обеспечивает автоматическую смену встроенных (АСМ, СТМ) и дополнительных внешних головок, одновременно осуществляя их прецизионное позиционирование над образцом.
СОЛВЕР Некст также оборудован многофункциональной системой создания однородной среды IsoShield, поддерживающей вокруг образца заданную однородную среду (постоянную температуру, контролируемый уровень влажности, пренебрежимо малый уровень паразитного электромагнитного поля, электростатическую изоляцию), а также защищающей оператора от лазерных лучей при открытой измерительной ячейке.
Для навигации образца в СОЛВЕР Некст предусмотрена легкая в управлении автоматическая прецизионная система PINpoint (Precision Instrument Navigation System). Она обеспечивает точное расположение образца и прицельное позиционирование системы видеонаблюдения.
С помощью СЗМ СОЛВЕР Некст оператор может исследовать большие (до 10 мкм) и малоразмерные (вплоть до атомарных) объекты. Переключение сканера между этими двумя режимами обеспечивает электронная система переключения размера области сканирования ScanScaler.
Еще одна система – ExpertFBA (Expert Fine beam Alignment System) – облегчает управление микроскопом, обеспечивая автоматическую юстировку оптической системы (кантилевер –
лазер – фотодиод).
Все эти технические особенности принципиально важны: они открывают дорогу к дальнейшей автоматизации зондовых микроскопов и указывают направление для создания роботизированных исследовательских комплексов по принципу “все в одном”. Таким образом, можно констатировать, что СОЛВЕР Некст представляет собой именно инновационную разработку со значительным стратегическим потенциалом, который и был отмечен экспертной комиссией R&D 100 Award.
СЗМ СОЛВЕР Некст был представлен на рынок компанией НТ-МДТ в 2008 году. Его востребованность на мировом рынке учеными-исследователями и эффективность уже доказаны высоким уровнем продаж: к настоящему времени подобные приборы установлены более чем в 25 научных центрах и институтах России и зарубежья. Это позволяет сделать вывод о конкурентоспособности продукта.
Среди факторов конкурентоспособности СОЛВЕР Некст также следует указать мощный контроллер последнего поколения, который обеспечивает исключительно высокую скорость сканирования и получения результата – до 40 Гц.
Большой популярностью среди исследователей пользуется возможность мгновенной интеграции полученных результатов в сеть современных коммуникаций. Благодаря инновационному, специально разработанному приложению для iPhone – MDTServer (рис.2), СОЛВЕР Некст предоставляет уникальную возможность передачи, хранения и просмотра с помощью мобильного телефона в 2D- и 3D-формате полученных сканов.
Приложение позволяет обмениваться изображениями с устройствами, совместимыми с Mac OS или Windows, а также производить обработку сканов.
Можно утверждать, что СОЛВЕР Некст представляет собой удивительный и редкий в современной России пример коммерчески эффективного высокотехнологичного продукта, в котором реализован ряд инновационных разработок.
Это не единственный факт признания российских высокотехнологичных продуктов в мире. В 2006 году награда R&D 100 Award была присуждена нанолаборатории ИНТЕГРА Спектра (рис.3), также разработанной компанией НТ-МДТ.
Нанолаборатория ИНТЕГРА Спектра представляет собой измерительный комплекс для исследования одного и того же образца с помощью методов сканирующей зондовой микроскопии, конфокальной микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния (КР).
При разработке оборудования выяснилось, что решение задач по совмещению конфокального оптического микроскопа и СЗМ (уменьшение дрейфов в оптической части системы, позиционирование зонда в определенных зонах светового пучка, повышение эффективности сбора оптических сигналов) открыло путь для принципиально новых возможностей.
Оказалось, что зонд со специальным острием из благородного металла (золота или серебра), расположенный в фокусе светового пучка, может выступать нанолокальным “усилителем” КР в приповерхностном слое образца (рис.4, 5).
Сигнал КР в непосредственной близости от острия зонда оказывается во много раз больше, чем от других участков образца, освещаемых тем же пучком света. Напомним, что минимальный диаметр светового пятна в фокусе оптической системы ограничен дифракцией и не может быть меньше 170 нм, т.е. именно такое разрешение предельно для КР-спектроскопии с помощью конфокального оптического микроскопа. Зона локального усиления КР составляет вокруг острия зонда от нескольких единиц до нескольких десятков нанометров. Именно размером этой зоны определяется разрешение, с которым можно производить спектроскопию КР и картировать распределение интенсивности того или иного характеристического сигнала по поверхности образца, а значит, получать данные о его химическом составе. Таким образом, конвергенция подходов зондовой микроскопии и подступивших к своему физическому пределу возможностей оптической микроскопии позволила перешагнуть через этот предел и реализовать исследовательский комплекс для КР-спектроскопии с пространственным разрешением около 50 нм.
Зондовая нанолаборатория ИНТЕГРА Спектра – первый и единственный коммерческий прибор, который позволил обойти принципиальное ограничение дифракции благодаря использованию явления гигантского усиления сигнала КР (в английской литературе TERS – Tip Enhanced Raman Scattering).
Эта перспективная разработка нашла свою аудиторию исследователей: 45 подобных приборов уже установлены в лабораториях известных в мире научных институтов (в том числе РНЦ “Курчатовский институт” (Россия), Trinity College (Ирландия), Fraunhofer Institute Interfacial Engineering and Biotechnology (Германия), Imperial College London (Великобритания) и др.).
Приведенные в статье примеры российских приборов, получивших высокую оценку ведущих мировых экспертов, дают основание полагать, что процесс возрождения отечественной высокотехнологичной индустрии набирает обороты.
разработка должна представлять собой коммерческий продукт;
продукт должен быть впервые представлен на рынке в год, предшествующий номинированию.
Еще одно условие – принципиальная новизна разработки: прибор должен отличаться уникальной особенностью, способной в будущем стать отраслевым стандартом. Это условие не обязательное, однако именно оно может обеспечить победу номинированному устройству.
Уникальная особенность зондового микроскопа СОЛВЕР Некст (рис.1) компании НТ-МДТ – максимальная автоматизация. Благодаря этому даже неквалифицированный оператор может использовать в исследованиях потенциал двух главных методов сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ). В конструкции прибора успешно совмещены два сканирующих устройства, одно из которых – атомно-силовой микроскоп (АСМ), а второе – туннельный микроскоп (СТМ).
Эти два подхода требуют совершенно разного оборудования. Обычно для замены одной измерительной головки на другую исследователь фактически разбирает установку и собирает ее снова в другой комплектации, поскольку следует длительный процесс настройки и отладки. Только после этих процедур появляется возможность работы в новом режиме.
Принцип, реализованный в конструкции СОЛВЕР Некст, изначально позволяет избежать потерь подобного рода. Полноценная автоматизация стала возможна благодаря разработке и внедрению ряда интеллектуальных систем зарегистрированных торговых марок НТ-МДТ.
Для управления измерительными головками предназначена система HeadHiPEX (Head High Precision ExChange System). Она обеспечивает автоматическую смену встроенных (АСМ, СТМ) и дополнительных внешних головок, одновременно осуществляя их прецизионное позиционирование над образцом.
СОЛВЕР Некст также оборудован многофункциональной системой создания однородной среды IsoShield, поддерживающей вокруг образца заданную однородную среду (постоянную температуру, контролируемый уровень влажности, пренебрежимо малый уровень паразитного электромагнитного поля, электростатическую изоляцию), а также защищающей оператора от лазерных лучей при открытой измерительной ячейке.
Для навигации образца в СОЛВЕР Некст предусмотрена легкая в управлении автоматическая прецизионная система PINpoint (Precision Instrument Navigation System). Она обеспечивает точное расположение образца и прицельное позиционирование системы видеонаблюдения.
С помощью СЗМ СОЛВЕР Некст оператор может исследовать большие (до 10 мкм) и малоразмерные (вплоть до атомарных) объекты. Переключение сканера между этими двумя режимами обеспечивает электронная система переключения размера области сканирования ScanScaler.
Еще одна система – ExpertFBA (Expert Fine beam Alignment System) – облегчает управление микроскопом, обеспечивая автоматическую юстировку оптической системы (кантилевер –
лазер – фотодиод).
Все эти технические особенности принципиально важны: они открывают дорогу к дальнейшей автоматизации зондовых микроскопов и указывают направление для создания роботизированных исследовательских комплексов по принципу “все в одном”. Таким образом, можно констатировать, что СОЛВЕР Некст представляет собой именно инновационную разработку со значительным стратегическим потенциалом, который и был отмечен экспертной комиссией R&D 100 Award.
СЗМ СОЛВЕР Некст был представлен на рынок компанией НТ-МДТ в 2008 году. Его востребованность на мировом рынке учеными-исследователями и эффективность уже доказаны высоким уровнем продаж: к настоящему времени подобные приборы установлены более чем в 25 научных центрах и институтах России и зарубежья. Это позволяет сделать вывод о конкурентоспособности продукта.
Среди факторов конкурентоспособности СОЛВЕР Некст также следует указать мощный контроллер последнего поколения, который обеспечивает исключительно высокую скорость сканирования и получения результата – до 40 Гц.
Большой популярностью среди исследователей пользуется возможность мгновенной интеграции полученных результатов в сеть современных коммуникаций. Благодаря инновационному, специально разработанному приложению для iPhone – MDTServer (рис.2), СОЛВЕР Некст предоставляет уникальную возможность передачи, хранения и просмотра с помощью мобильного телефона в 2D- и 3D-формате полученных сканов.
Приложение позволяет обмениваться изображениями с устройствами, совместимыми с Mac OS или Windows, а также производить обработку сканов.
Можно утверждать, что СОЛВЕР Некст представляет собой удивительный и редкий в современной России пример коммерчески эффективного высокотехнологичного продукта, в котором реализован ряд инновационных разработок.
Это не единственный факт признания российских высокотехнологичных продуктов в мире. В 2006 году награда R&D 100 Award была присуждена нанолаборатории ИНТЕГРА Спектра (рис.3), также разработанной компанией НТ-МДТ.
Нанолаборатория ИНТЕГРА Спектра представляет собой измерительный комплекс для исследования одного и того же образца с помощью методов сканирующей зондовой микроскопии, конфокальной микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния (КР).
При разработке оборудования выяснилось, что решение задач по совмещению конфокального оптического микроскопа и СЗМ (уменьшение дрейфов в оптической части системы, позиционирование зонда в определенных зонах светового пучка, повышение эффективности сбора оптических сигналов) открыло путь для принципиально новых возможностей.
Оказалось, что зонд со специальным острием из благородного металла (золота или серебра), расположенный в фокусе светового пучка, может выступать нанолокальным “усилителем” КР в приповерхностном слое образца (рис.4, 5).
Сигнал КР в непосредственной близости от острия зонда оказывается во много раз больше, чем от других участков образца, освещаемых тем же пучком света. Напомним, что минимальный диаметр светового пятна в фокусе оптической системы ограничен дифракцией и не может быть меньше 170 нм, т.е. именно такое разрешение предельно для КР-спектроскопии с помощью конфокального оптического микроскопа. Зона локального усиления КР составляет вокруг острия зонда от нескольких единиц до нескольких десятков нанометров. Именно размером этой зоны определяется разрешение, с которым можно производить спектроскопию КР и картировать распределение интенсивности того или иного характеристического сигнала по поверхности образца, а значит, получать данные о его химическом составе. Таким образом, конвергенция подходов зондовой микроскопии и подступивших к своему физическому пределу возможностей оптической микроскопии позволила перешагнуть через этот предел и реализовать исследовательский комплекс для КР-спектроскопии с пространственным разрешением около 50 нм.
Зондовая нанолаборатория ИНТЕГРА Спектра – первый и единственный коммерческий прибор, который позволил обойти принципиальное ограничение дифракции благодаря использованию явления гигантского усиления сигнала КР (в английской литературе TERS – Tip Enhanced Raman Scattering).
Эта перспективная разработка нашла свою аудиторию исследователей: 45 подобных приборов уже установлены в лабораториях известных в мире научных институтов (в том числе РНЦ “Курчатовский институт” (Россия), Trinity College (Ирландия), Fraunhofer Institute Interfacial Engineering and Biotechnology (Германия), Imperial College London (Великобритания) и др.).
Приведенные в статье примеры российских приборов, получивших высокую оценку ведущих мировых экспертов, дают основание полагать, что процесс возрождения отечественной высокотехнологичной индустрии набирает обороты.
Отзывы читателей
